La fusión deuterio-tritio (a veces abreviada como D+T ) (DTF) es un tipo de fusión nuclear en la que un núcleo de deuterio ( 2 H) (deuterón) se fusiona con un núcleo de tritio ( 3 H) (tritón), lo que da lugar a un núcleo de helio-4 , un neutrón libre y 17,6 MeV de energía total procedente tanto del neutrón como del helio. Es la reacción de fusión más conocida para la energía de fusión y las armas termonucleares .
El tritio, uno de los reactivos de la DTF, es radiactivo . En los reactores de fusión , se coloca una " manta de cría " hecha de litio en las paredes del reactor, ya que el litio, al exponerse a neutrones energéticos, produce tritio.
En DTF, un deuterón se fusiona con un tritón, produciendo un núcleo de helio , un neutrón libre y 17,6 MeV , que se deriva de aproximadamente 0,02 UMA . [1] La cantidad de energía obtenida se describe por la equivalencia masa-energía : E = mc 2. El 80% de la energía (14,1 MeV) se convierte en energía cinética del neutrón que viaja a 1/6 de la velocidad de la luz .
La diferencia de masa entre 2 H+ 3 H y neutrón+ 4 He se describe mediante la fórmula de masa semiempírica que describe la relación entre los defectos de masa y la energía de enlace en un núcleo.
La evidencia de DTF fue detectada por primera vez en la Universidad de Michigan en 1938 por Arthur J. Ruhlig. [2] [ fuente no primaria necesaria ] Su experimento detectó la firma de neutrones con energía mayor a 15 MeV en reacciones secundarias de 3 H creadas en reacciones 2 H(d,p) 3 H de un haz de deuterones incidente de 0,5 MeV sobre un blanco de ácido fosfórico pesado , 2 H 3 PO 4 . Este descubrimiento fue en gran parte desconocido hasta hace poco. [3]
Aproximadamente 1 de cada 6700 átomos de hidrógeno en el agua de mar es deuterio , lo que lo hace fácil de adquirir. [1] [4]
Sin embargo, el tritio es un radioisótopo y no se puede obtener de forma natural. Esto se puede evitar exponiendo el litio a neutrones energéticos, lo que produce tritones. [1] [4] Además, el propio DTF emite un neutrón libre, que se puede utilizar para bombardear el litio. [5] A menudo se coloca una "manta de cría", hecha de litio, a lo largo de las paredes de los reactores de fusión para que los neutrones libres creados por el DTF reaccionen con él para producir más 3 H. [6] [7] Este proceso se llama cría de tritio .
Se prevé utilizar DTF en ITER , [6] y en muchos otros reactores de fusión propuestos. Tiene muchas ventajas sobre otros tipos de fusión, ya que tiene una temperatura mínima relativamente baja, 10 8 kelvin. [8]